在免疫系統的第一電池之中回應侵略我們的機體的微生物是嗜中性。雖然嗜中性被認為“good guys” 在這樣情況, 他們對強調各種各樣的疾病的noninfectious 慢性炎症並且貢獻, 包括自動免疫的疾病譬如類風濕病的關節炎。嗜中性保護我們的一個結構將向內微生物和毀壞他們使用蛋白質以嗜中性絲氨酸proteases (NSPs 著名), 但是否NSPs 有在noninfectious 慢性炎症的一個角色清楚地未被確定。但是, 使用滑鼠缺乏二非常相似的NSPs, PR3 和NE, 研究員的小組在神經生物學最大Planck 學院, 德國, 現在表示, 這兩NSPs 有一個關鍵的角色以noninfectious 慢性炎症的一形式。詳細的分析顯露, PR3 和NE 毀壞一個抗發炎分子以PGRN 著名和這樣幫助促進炎症在沒有侵略的微生物時。作者建議因此這個資料為考慮提供理論基礎NSPs 抗化劑作為抗發炎藥物。

鎖定重要酵素以非活動形式的一個小分子能日表單打不垮, 特定種類的抗生素新建組的基本類型, 根據研究員在狐狸追逐巨蟹星座中心。

他們的研究結果, 被顯示在日記帳化學& 生物的6月23 日問題的蓋子, 利用科學一個湧現的機體關於“morpheeins” - 蛋白質由是能自發地重新構造入不同的形狀在活細胞之內的各自的要素被做。

研究員發現了一個小分子, 他們命名了morphlock-1, 困境蛋白質以porphobilinogen synthase 著名(PBGS), 酵素的非活動表單由幾乎所有蜂窩電話壽命的表單使用。PBGS 的作用的表單被建立從八個相同零件- 在什麼稱octamer 配置- 並且是重要在幾乎所有生活之中的表單在使電池使用能量的進程中。另一配置由六份做成- 或hexamer 配置- 並且擔當“standby” 模式為蛋白質。

名字建議的“As, morphlock-1 重要鎖定hexamer 配置入安排, 防止其蛋白質亞單位重新構造入有效的裝配件, ” 一名資深成員說銷售線索調查員Eileen Jaffe, Ph.D, 狐狸追逐的。“Targeting morpheeins 在他們的非活動裝配件裡提供一個整個地新建途徑對藥物discovery.”

當他們的研究被進行了使用PBGS 的豌豆工廠版本, 研究員有根據相信原則能適用於PBGS 的細菌版本。“Using morphlock-1 作為基礎, 我們尋求優化分子以便它阻攔PBGS 酵素的細菌版本, ” Jaffe 認為。

“Because PBGS 是很關鍵的在生活, 化學發生高被保存通過演變, ” 酵素的部份; Jaffe 認為, 意味, 一種全能PBGS 禁止的藥物會危害細菌, 豌豆和會居於。潛在藥物束縛對蛋白質的hexamer 表單, 然而的面積, 被發現不同在種類之中, 依靠多遠有機體演變了從彼此。

當PBGS 是以其非活動hexamer 形式, 有一個小洞在裝配的複雜的表面。使用電腦相接技術, Jaffe 和她的狐狸追逐同事辨認了小分子套件被預言束縛對這個洞。

研究員採購和然後測試這些分子的選擇在實驗室裡看如果任何一個穩定了豌豆PBGS 在其hexamer 裝配件裡。一種抗化劑特別是, 給名字morphlock-1, 有力地驅動了hexamer 的形成在豌豆裡PBGS, 但不是由於人、果蠅, 或感染細菌Pseudomonas-aeruginosa, 或弧菌cholerae, 後者哪些導致霍亂。Morphlock-1 是豌豆一種有力抗化劑PBGS, 但不是PBGS 從這些其它有機體。

Jaffe 鑄造了術語“morpheein” 2005 年在PBGS 結構以後的研究顯露了其形狀轉移的傾向。當懷疑地地首字母見面因為morpheeins 的存在抗辯一些經典概念關於蛋白質結構和功能, 隨後研究加強, PBGS (和或許其它蛋白質) 顯示這個工作情況。根據Jaffe, 這項研究是一利用供選擇morpheein 形狀作為一個潛在方法為藥物發現, 總之, 特別為抗生素。

“Multi 藥物抵抗驅動對開發新建抗生素的需要, ” Jaffe 認為。穩定非活動PBGS hexamer 的“Since 藥物不需要化工相似互相, 它將是難使細菌開發對雞尾酒的完全抵抗的這樣compounds.”

推進細菌Bacillus-subtilis 通過液體的一個微小 但 強有力的引擎被解開從拔塞螺旋像鞭毛由蛋白質傳動器、印第安納大學布魯明屯和哈佛大學科學家學會了。他們的報表發表在這week’s 科學Scientists 長期知道什麼驅動器鞭毛轉動, 但什麼原因鞭毛停止轉動— 臨時或永久性— 是未知的。

“We 認為it’s 相當冷靜, 演變細菌和人的工程師到達了在一個相似的解決方法對同樣問題, ” 前述IU 布魯明屯生物學家丹尼爾・Kearns, 帶領項目。“How 臨時做您終止馬達一旦它得到going?”

他們發現蛋白質, EpsE 的活動, 與那是非常相似汽車傳動器。在汽車裡, 傳動器控制是否car’s 引擎被連接到轉動其輪子的零件。通過引擎和齒輪被解開從彼此, 汽車也許繼續行動, 但只由於其前期動量; 輪子不再供給動力。

EpsE 被認為對“sit 下來, ” 如同Kearns 描述它, 在flagellum’s 電動子, 一個donut 形狀的結構在鞭毛的基礎。EpsE’s 交往與電動子蛋白質稱FliG 導致形狀變化在解開它從flagellum’s 供給氫核動力的引擎的電動子上。

在EpsE 和其功能的發現上是偶然的。Kearns 和同事實際上是對學會更多感興趣關於導致B. subtilis 各自的電池停止漫步在孑然和佔去住宅在一個巨型地共同的基因, 固定式集會叫biofilm 。biofilms 的穩定可能由鞭毛繼續轉動的活動過度的細菌電池危害。

“We 設法獲取怎樣bacterium’s 能力行動和biofilm 形成是平衡的, ” Kearns 說。“We 尋找影響的基因是否電池流動或固定式。雖然B. subtilis 是無害的, biofilms 經常同傳染聯繫在一起由致病性細菌。瞭解的biofilm 形成也許最終證明有用在與細菌infections.” 交戰;

一旦科學家學會的EpsE 被介入了在抑制flagellar 行動, 他們構想了二個可能的解釋為怎樣EpsE 行動。一是, EpsE 行動像閘由推進一non-moving 部份反對一個運動機件和鎖定工作。另一可能性, 他們想像, 是, EpsE 行動像傳動器, 解開一個運動機件從另。在這個後者方案, 引擎可能不再驅動flagellar 轉動因為關鍵運動機件不再是聯絡。在這種情況下, 鞭毛更會有行動自由, 無精打采的雖然它也許是。

確定哪個假說是正確的, 科學家決定它最好讓尾巴搖擺狗。他們附有了鞭毛的尾巴末端一個載玻片和審查了整個電池的運動在出現和缺乏EpsE 。在沒有EpsE 時, 整個電池曾經轉動了每五秒。在EpsE 面前, 電池終止了但能被動地轉動, 由干擾推進在環境裡(Brownian 行動) 。如果EpsE 行動了像閘, 電池不會轉動根本。

研究員並且獲悉當電池開始生產EpsE, 它採取大約15 分鐘在flagellar 機械是殘疾的之前。

“This 有很多道理只要電池, ” Kearns 認為。“The 鞭毛是一個大, 非常昂貴的結構。經常當電池不再需要某事, 它也許毀壞它和回收零件。但這裡, 因為鞭毛是很不是非常有效的大和複雜, 做。我們認為傳動器防止鞭毛轉動當由biofilm.” 的稠黏的矩陣壓抑;

發現也許給nanotechnologists 想法關於怎樣調控他們自己的創建微小的引擎。鞭毛是nature’s 最小和最強有力的馬達的當中一個— 部分像那些由B. subtilis 生產可能轉動超過200 次每秒, 被1,400 piconewton 毫微米扭矩驅動。That’s 相當(微型) 馬力為寬度舒展唯一幾十二毫微米的設備。

反對當前被暫掛的教條, 科學家在劍橋大學和布里斯托爾顯露, 交往在膜複雜之內可能被維護原封在一臺質譜儀的真空。他們的研究被發布在科學的這week’s 編輯 明確。

研究員驚奇發現, 膜複雜能依然是伴生因為它總假設, 他們不會生存一次調用到外籍人條件在質譜儀裡面。

“Even 如果交往在蛋白質之間在膜之內能是維護我們不會盼望他們保留伴生與蛋白質在cell’s 內部, ” 皇家社團研究教授說卡羅爾魯賓遜、首席調查員和在化學的Cambridge’s 部門大學。

蜂窩電話膜圍攏電池和提供最後在蜂窩電話安全; □什麼可能進入一個電池沒有言如此膜蛋白質- 居住在膜牆壁和提供緊緊被調控的入口的工作流程分子。這個膜蛋白質的自然家庭電話排除水, 方法可利用學習蛋白質在高分辨率旋轉圍繞含水環境。能力對“fly” 他們運作以在本質裡的原封膜蛋白質在一臺質譜儀鋪平道路為稱蛋白質和辨認分子貿易夥伴。

新建研究, 由生物工藝學和生物科學研究會議資助, 將使科學家調查膜複雜以從各種各樣的來源和以小分子的範圍。因為大約60% 所有藥物目標是膜蛋白質這是一個重大發現。

1996 年自那以後魯賓遜教授第一次飛行了可溶解蛋白質複雜在一臺質譜儀, 她有想做同樣以膜複雜。合作與一個膜生化組在布里斯托爾, 由Paula Booth 教授帶領, 她開始認為學習這些最富挑戰性的裝配件方式。

Dr 納爾遜Barrera 一位博士後的研究員在智利, 雖則被體驗在膜生化方面, 是一個新建新兵對質量光譜。他對困難是遇到了和早先接近問題用一個新建方式的主要未察覺的。而不是設法去除洗滌劑(被使用保留蛋白質原封在解決方法一旦在自然膜之外) 他維護了洗滌劑在異常地金額上限。他曾經故意地然後毀壞了這塊防護洗滌劑層在氣體階段。這允許他解放原封裝配件。他還能從模件裝配件去除部件在氣體階段, 正在解決方法。

魯賓遜教授補充說: “I 上午非常激動由這查找被給膜複雜的重要性在守衛入口和退出電池。我們學習的類型蛋白質, 例如, 被介入在藥物抵抗在癌細胞裡和細菌抗藥性抵抗。

“I 盼望對利用這個發現充分; 不僅在描繪爭論存在的許多膜複雜為而且在發現新建裝配件和在調查這個途徑潛在在藥物discovery.”

Paula Booth 教授, 在布里斯托爾大學補充說: “This 是幫助我們瞭解的飛躍怎麼本質修建蜂窩電話壽命。電池膜牆壁是精確度做, 複雜和高度被調控的結構。我們好現在被裝備瞭解這個難以置信, 自然自已裝配件feat.”

Coronaviruses, 一個組包括知名的SARS 病毒, 是許多呼吸和傷寒的傳染引起座席在人和動物。和與所有病毒, 實際上每個步驟他們的傳染循環取決於主機蜂窩電話系數。作為一, 多數關鍵的步驟在他們的滲透以後入電池, coronaviruses 裝配巨大的核糖核酸複製“factory” 複雜與特性有關係, 新建導致的雙重膜泡。蜂窩電話路由這些劫機加上子線核糖核酸病毒創建這“factories” 至今未被闡明。

研究員, 由Cornelis A. M. de Haan 帶領, 表示, 滑鼠肝炎coronavirus 的核糖核酸複製(MHV) 由藥物- brefeldin - 打亂中央崗位在cell’s 分泌路的A, Golgi 複雜禁止了。一致地, 兩個的取盡brefeldin A 的蜂窩電話目標, 系數稱GBF1, 和其順流目標, ARF1, 負並且被顯示了對影響coronavirus 傳染。

研究員認為, “an 親密的關聯存在在早期的分泌路和MHV 之間replication.” 他們推測, 當GBF1 和ARF1 不被介入在病毒複製結構的形成, 他們大概扮演在他們成熟性或起作用的一個關鍵角色。因為這個工作對滑鼠肝炎coronavirus 被限制了, 一個有趣的下個步驟會將學習GBF1 和ARF1 的重要性在其它coronaviruses 的複製。

未管制的血管增長以糖尿病retinopathy 著名是許多病理性條件一個主要特點, 包括退化糖尿病眼睛疾病。瞭解系數被介入在進程對顯現出的處理是重要的為疾病。在一項新建研究中, 研究員的小組在Keio 大學, 日本, 顯露了一個角色為蛋白質LIF 在血管增長在滑鼠。

特定, 滑鼠缺乏LIF 被觀察有增加的血管增長在許多機體的地區, 而是作為這項研究集中於眼睛, 作者回家在增加的血管增長在眼睛的視網膜。進一步分析表示, 滑鼠缺乏LIF 發展了更加出軌的血管在設計retinopathy 。機構, LIF 被發現禁止腦細胞的擴散以astrocytes 著名並且禁止系數的他們的生產已知促進血管增長, VEGF 。看起來因此LIF 是通信的一重要部份在組織並且顯現出的血管之間, 意味它觸發的那LIF 和信號路也許起一個目標作用對於新建處理途徑為防止同未管制的血管增長聯繫在一起的糖尿病retinopathy 和其他疾病, 譬如癌症。

蒙大拿州立大學科學家在化學和生化的部門發布了新建研究能日影響百萬壽命在世界遭受血液鋼混亂的這個星期。
馬丁・勞倫斯(被留下) 並且Anoop Sendamarai (MSU 相片由Kelly Gorham)
本文, 將出現在國家科學院行動, 選派馬丁勞倫斯和博士候選人Anoop Sendamarai 副教授工作。成對度過了過去二年學習Steap3, 蛋白質被介入在調控鋼的body’s 吸收。

他們的研究- 組成Steap3 - 原子的第一三維映射的結果能允許製藥公司某天設計藥物調控鋼級別在血液。

“Iron 重要, ” 勞倫斯說。“You can’t 居住沒有它, 但it’s 一把雙刃劍。太多一件好事可能殺害you.”

鋼發揮幾個重要功能在血液。它運載氧氣, 運輸電子在電池之內和充當在酵素系統的一個重要角色。

鋼不規則性是一些最公用的血液混亂在世界上。根據世界衛生組織, 鋼缺乏, 可能導致貧血症, 比十億個人影響更多在世界, 可能造成發展和免疫系統問題。

相反地, 有許多鋼, 情況叫做hemochromatosis, 可能並且損害機體由發行破壞性的自由基, 勞倫斯說。Hemochromatosis 影響大約一個在每300 個人和是最公用在北歐洲祖先的人。左未經治療, 它可能導致早期的死亡, 經常由年齡50 。

“We’re 觸擊了由多少個人有太多或太少許鋼, ” 勞倫斯說。

瞭解在運輸和維護的Steap3’s 角色平衡了鋼的級別, 勞倫斯和Sendamarai 有查找和淨化蛋白質的範例和然後第一次把那些範例變成水晶。

勞倫斯說結晶進程的結果, 如果正確地做, 是類似於磚牆的剛性結構。如果做不正確地, 它類似嚴密堆磚。

“It’s 種類黑色藝術真正更多比科學, ” 勞倫斯說。“You can’t 總預言這种witch’s 釀造需要是得到它對crystallize.”

他說唯一幾個實驗室在國家（地區）結晶鋼運輸蛋白質像Steap3, 情況那安排MSU 在架子和安排一樣像哈佛醫學院。

一旦結晶, 範例被射擊以一條強有力的X-射線射線。電子在範例衍射X-射線, 創建模式在一個數字式傳感器。技術, 叫做X-ray 結晶學, 使用從50 年代確定不同的物質結構。

在他們的地下室實驗室在campus’s 新建化學大廈, 勞倫斯和Sendamarai 然後審查了衍射模式由Steap3 創建。

“It’s 有點兒喜歡等高線圖, ” Sendamarai 認為。我們看峰頂的“Whenever, 我們知道有atoms.”

工作落後, 他們能數學上確定原子的位置在蛋白質和顯示他們在三維數。

computer-drawn 結果, 類似被纏結的絲帶和字符串的一個三維圖像, 是什麼的照片Steap3 查找原子喜歡。

Sendamarai 認為有那張照片, 描述所有角落和裂口在protein’s 表面, 能允許藥物公司設計藥物適合那些地點像難題片斷。

如果未來藥物適合那些角落糾正, 它能幫助對待hemochromatosis 。從那裡, Sendamarai 說它會是可以想像的運作落後和可能對待鋼缺乏或貧血症。

勞倫斯說, Steap3 是只一個在影響鋼運輸蛋白質的系列。這個夏天, 除繼續之外學習Steap3, 勞倫斯和Sendamarai 希望學會是否實驗室將接受授予從健康全國學院從事其它鋼運輸蛋白質。

“It’s 一個重要步驟往往學會調整鋼級別在患者與太多或太少許鋼, ” Sendamarai 認為。“But, 那裡是很多問號左在鋼運輸。It’s 大field.”

生物學家從奧地利和新加坡開發了添加新建轉彎在關係在生物和藝術之間的一個技術。在文章被發表聯機在FASEB 日記帳(http://www.fasebj.org) 並且最近預定於8月2008 日列印問題, 這些研究員描述怎麼他們是能對外套或油漆病毒與蛋白質。這突破應該給大量需求的提高某種基因療法的表單效率, 幫助跟蹤和對待病毒疾病和演變, 改進疫苗效率, 和最後給醫療保健專業人員跟蹤病毒傳染的運動在機體之內。特定, 新建方法應該使它更加容易跟蹤和對待傳染病譬如HIV/AIDS 、流行性感冒、丙型肝炎, 和登革熱。並且因為病毒可能並且被使用介紹生物工藝學藥物和替換基因, 和作為疫苗, 這研究應該導致新建處理為癌症, 心血管, 新陳代謝和被繼承的混亂。

"這技術應該提供為許多疾病的處理的一個新工具," 的說布賴恩三文魚, co 創作研究科學家的當中一個。"既使您工作與是未知或窮地描繪的病毒, 它是可能修改或繪它。這是非常有趣為湧現的疾病。"

在條款上, 三文魚和同事解釋怎麼他們與油脂膜混合被淨化的蛋白質(glycosylphophatidylinositol 錨點蛋白質) 使成為可能束縛這些蛋白質對外面"皮膚" (油脂信包) 病毒。以新建油漆工作, 病毒保留了感染。當實驗只介入了一類型蛋白質和二類型病毒傳染媒介, 三文魚認為技術能被擴展並且過去常常應用"油漆" 彌補了其它蛋白質、染料, 和各種各樣的唯一標記。

"生物和藝術每日聚合: 居於油漆他們的釘子, 上色他們的頭髮, 和刺字他們的皮膚, "編輯在院長說傑拉爾德Weissmann, M.D., FASEB 日記帳的。"現在這匯合進入了新建維數當被繪的病毒允許科學家跟蹤, 治療和防止疾病。"

Amyloid 定金在組織和器官與一定數量的疾病被鏈接, 包括Alzheimer 的、帕金森的、型II 糖尿病, 和prion 疾病譬如BSE 。但是, 澱粉質食物不是僅病理性物質; 他們有潛力作為nanomaterials 。"這些supramolecular 裝配件的潛在申請超出那些綜合聚合物," 狀態Ehud Gazit 和共同執筆者Izhack Cherny 在日記帳 Angewandte Chemie, "因為構件也許介紹生物功能除機械性能之外。"

© 威里VCH

在本質裡, 澱粉質食物不是僅僅反常, 不正確地被摺疊的蛋白質; 他們是有機體生理要素。例如, 他們是一種重要防護物料在昆蟲蛋信包和魚。他們並且被介入在許多細菌biofilms 的形成, 塗層在保護他們免受抗菌物質和促進他們的附件對表面細菌電池的表面。

Amyloid 原纖維是捆綁高度被定□的蛋白質細絲由梯子像子線做成, 可能是幾個測微表長式。在橫斷面, 澱粉質食物出現作為空心磁道或絲帶。雖然amyloid 原纖維是蛋白質, 他們類似嚴密綜合聚合物(塑料) 比通常球狀蛋白質。澱粉質食物可能顯示令人驚訝的機械性能相似與蜘蛛絲綢。蜘蛛絲綢比鋼是, 由重量, 顯著強, 可能被舒展對許多時間其原始長度沒有不是可再生的與合成纖維的撕毀的屬性。

"澱粉質食物自已裝配件屬性, 與他們的被觀察的可塑性一起, 做他們有吸引力的自然構件為新建nanostructures 和nanomaterials 設計," 根據作者由特拉唯夫(以色列) 大學。"這些構件可能寬廣地變化通過簡單分子生物技術。" 表面能被給被剪裁的和biocompatible 塗層, 例如, 在分析流設備裡為醫療技術或bioanalysis 。其它想法包括amyloid 水凝膠為藥物封閉和受控釋放和為絞刑臺為三維細胞培養和組織工程。功能蛋白質譬如酵素能一定對澱粉質食物形成的順序對仿造生物進程。

Amyloid 原纖維是還適當的作為矩陣為nanostructures 。例如, 它是可能生產舉辦的nanoscale 同軸電纜由裝載amyloid nanotubes 用裂片和外部給他們套上外套按金子。

研究員的小組在國家標準技術局(NIST) 展示了創建nanodroplet "試管" 為學習各自的蛋白質在情況下仿造一個活細胞的擁擠區域的一個新建設備。"由限制各自的蛋白質在水nanodroplets, 研究員能直接地觀察動力學並且這些原生質的結構變化," 共同執筆者說物理學家Lori Goldner, 本文的* 被發布在Langmuir 。

以切換的輕碰: Nanodrop “test tubes” 由導致一支微球管對反射返回的一個電子開關創建並且忘記小滴較少直徑那1 微米為研究。
Credit: NIST

研究員最近轉動了他們的對擁擠充當在蛋白質工作情況並且其它原生質那裡不是額外空間在電池的角色的注意。NIST 的nanodroplets 可能仿造擁擠環境在蛋白質居住的電池裡當提供好處在其它技術對或固定蛋白質為研究也許干涉與或損壞蛋白質的區域。這個更加現實的設置罐頭幫助研究員學習疾病的分子基本類型和提供資訊為開發新建配藥。例如, misfolded 蛋白質戲劇在許多病症的一個角色包括型2 糖尿病, Alzheimer 的和帕金森的疾病。由看見怎麼蛋白質摺疊在這些nanodroplets, 研究員也許瞭解新建入這些疾病, 也許查找新建療法。

NIST nanodroplet 發運系統使用微小的玻璃微球管創建微小的水滴被暫停在油膩的流體為研究在顯微鏡下。應用的壓力強制水解決方法包含蛋白質測試對象對微球管的要訣如同它坐浸沒在油小下落在顯微鏡階段。然後, 像魔術師鞭打桌布表當留下餐具後邊, 一個電子開關導致吸移管對反射返回, 忘記小小滴典型地比直徑一個測微表。

小滴被拿著到位與laser "光學鑷子," 和其他laser 被使用激發熒光從分子或分子在小滴。在一套熒光實驗, 解釋Goldner, "分子似乎鎮定自若由他們分娩他們不黏附對牆壁或不留下容器重要情況知道為做nanochemistry 或唯一分子生物物理學。" 相似與以前的工作(參見"`Micro 配件箱的水被使用學習唯一分子", 技術敲打2006 7月20 日), 研究員並且顯示出, 唯一螢光蛋白質分子能被檢測在小滴裡面。

熒光顯露分子的數量在nanodroplet 之內, 可能顯示confined 分子或分子的行動或結構變化, 允許研究員學習怎麼二或更多蛋白質互動。由使用唯一幾分子和微小的相當數量試劑, 技術並且使對昂貴或含毒物化學製品的需要減到最小。

參考:

* J. 特性、A.M. Jofre, G.M. Lowman, R.B. Kishore, J.E. Reiner, K. Helmerson, L.S. Goldner 和M.E. Greene 。綠色螢光蛋白質在inertially 被注射的含水nanodroplets 。發布在Langmuir, 儘快條款, 萬維網發放日期: 2008 年3月27 日。

被顯示噬菌體的圖像Epsilon15 由Wen 江, 生物科學一名助理教授學習在Purdue 。噬菌體被顯示在4.5 的解決方法埃— 最高的解決方法達到為這個範圍一個生存有機體。 Credit Graphic/Wen 江實驗室

西部拉斐特, Ind 。- 小組帶領了由Purdue 大學研究員達到了病毒的圖像二次大於早先詳細達到了。

Wen 江, 生物科學一名助理教授在Purdue, 帶領了曾經唯一微粒電子湧現的技術cryomicroscopy 獲取病毒的一個三維圖像在4.5 埃的解決方法的一個研究小組。大約1 百萬埃會等於人髮的直徑。

“This 是第一項目的當中一個提煉技術對點近的原子級別解決方法, ” 前述江, 並且是Purdue’s 結構生物組的成員。“This 中斷閾值和允許我們現在看一個整體新建詳細程度在結構。這是最高的解決方法曾經達到為這size.” 一個生存有機體;

病毒的結構的詳細資料為疾病處理的發展提供重要的資訊, 他說。

我們瞭解的“If 系統- 怎麼病毒微粒聚集並且怎麼他們傳染寄主細胞- 它很大地將改進我們的能力設計處理, ” 江說。“Structural 生物學家執行基礎科學和提供資訊幫助那些從事臨床aspects.”

論文選派工作被發表了在本質的2月28 日問題。

Roger Hendrix, 生物科學教授在匹茲堡大學, 說什麼得知病毒可能嚮許多其它生物系統被申請。

“Understanding 創建的蛋白質病毒的結構給予我們洞察力入微小的生物設備被查找在我們的機體過程中, ” 他說。“Getting 對4.5 埃使用這個技術是排序意義重大因為這是我們可能實際上第一次跟蹤多縮氨基酸鏈子- 蛋白質的中堅。現在我們能看允許蛋白質行動和互動的微小的齒輪和槓桿當他們執行他們的複雜生物roles.”

想像技術, 稱cryo Em, 有維護範例的被添加的福利被學習在狀態非常相似與其自然環境。其它想像技術正常被使用, 譬如X-射線結晶學, 要求範例被操作。

“This 方法提供一個新建途徑為塑造蛋白質結構在其它大分子裝配件裡, 譬如DNA, 在近當地狀態, ” 江說。“The 範例被淨化在與環境是非常相似會被查找在寄主細胞的解決方法。它是好像病毒凍結在玻璃裡並且它活和感染的當我們審查it.”

除江之外, 馬修・L. Baker, Joanita Jakana 和Wah Chiu 從醫學Baylor 學院, 和彼得・R. Weigele 和喬納森國王從麻省理工學院研究項目, 由健康和國家科學基金會全國學院資助。

小組獲得了capsid 的三維映射, 或蛋白質殼, epsilon15 噬菌體, 傳染細菌的病毒並且是病毒的系列的成員是最豐富的生活表單在地球上, 江說。

確定結構其它方法不能被使用為病毒這個系列。無成功被結晶了, 並且這個系列的成員的複雜防止了評估通過染色體順序單獨。

“This 演示表示, cryo Em 是可行的和是一個主要步驟在實現這個技術潛能, ” 他說。“The 目標是安排它到達一個3 個到4 個埃解決方法, 會允許我們清楚地看氨基酸組成protein.”

在電子顯微鏡術, 電子射線代替光束被使用在一個常規顯微鏡。對電子的用途代替光允許顯微鏡對“see” 在更加了不起的詳細資料。

Cryo Em 冷卻標本對溫度很好在冰點水之下。這減少損傷從電子束和允許標本被審查一個更加長式的時期。更久的曝光時間考慮到更加鋒利, 更加詳細的圖像。

研究員使用cryo Em 獲得了圖像在6-9 埃的解決方法但不能區分在結構之間的更小的要素分開間隔了只4.5 埃。

“There 是組成蛋白質構件病毒的不同的要素, ” 江說。“It 是像審查鑲邊一攬子。從距離, 條紋一起弄髒並且一攬子看來是一單色。當您得到更加緊密您能看不同的條紋, 和如果您使用您能看字符串子線組成物料的一個放大鏡。解決方法比距離需要小在線程數之間子線為了看二條不同子線。

“By 能迅速移動, 研究員能看一起弄髒在更加早期的達到的resolution.” 的要素;

Cryo Em 要求高端電子顯微鏡和強有力的計算來源。研究小組使用了Medicine’s cryoelectron 顯微鏡Baylor 學院。它被預計2009 年, Purdue 將安裝科技目前進步水平cryoelectron 顯微鏡。

2006 年Purdue 被接受$2 百萬授予從健康全國學院採購顯微鏡。它將被安裝在Hockmeyer 霍爾結構生物, 2009 年被預計打開。

電腦程式使用從顯微鏡提取信號和結合千位二維圖像入映射病毒的結構的一個準確三維圖像。這要求對一個大資料集的用途, 不能做了沒有資訊技術Purdue’s 辦公室資源, 或ItaP, 江說。

江曾經Purdue’s 鏈接電腦包括桌面設備和大, 強有力的研究電腦- 的神鷹程式- 創建最大的分配計算網路在大學。

“ITaP 提供我們以計算力量在是必要的為這個工作的巨型電腦縮放比例, ” 他說。“Purdue’s 神鷹程式允許我們利用7,000 臺電腦的力量。這是一個重要要素對我們的success.”

江計劃繼續提煉進程的每個步驟改進技術的能力和審查更加醫療上相關的病毒種類。

Purdue’s 結構生物組學習一個不同的組問題, 包括蜂窩電話信號路、核糖核酸催化、bioremediation 、分子演變、病毒項、病毒複製和病毒發病原理。研究員使用X-射線結晶學, 電子cryomicroscopy, 核磁共振的分光學, 和先進的計算和塑造工具的組合學習這些問題。

伊利諾伊博士後的研究員Feng 傑・太陽(被留下) 並且莊稼科學Gustavo Caetano-Anoll3es 教授從想法開始了, 瞭解tRNA 結構屬性會顯示清楚怎樣有機體和病毒演變了。 相片由L. 布賴恩・Stauffer, I. News Bureau U. 。

調用核糖核酸(並且叫做tRNA) 是一個古老分子, 中央對電池執行和因而重要對所有壽命的每個任務。一項新建研究從伊利諾伊大學表明, 這並且是一位了不起的史學家, 保存一些演變過去的最早期和最深刻的活動在其結構裡。

研究, 由Gustavo Caetano-Anoll3es 寫, 莊稼科學教授, 和博士後的研究員Feng 傑・太陽, 出現3月7 日在PLoS 計算生物。Caetano-Anoll3es 是I. Institute U. 的子公司為Genomic 生物。

千位RNAs 到目前為止被辨認, 調用核糖核酸(tRNA) 是多數直接中介在基因和蛋白質之間。像許多其它RNAs (核糖核酸), tRNA 援助在轉換的基因入組成蛋白質氨基酸的鏈子。在高度被瞄準的酵素幫助下, 各個tRNA 分子認出和鎖上特定氨基酸, 它運載入蛋白質大廈機械。為了成功添加其氨基酸來增長的蛋白質的末端, tRNA 必須準確地並且讀信使核糖核酸的一個代碼段, 給指令為氨基酸確切的順序在蛋白質。

情況tRNA 大概是因此中央對大廈蛋白質平均值任務它長期是, Caetano-Anoll3es 認為。他的查詢開始了以直覺, 瞭解tRNA 結構屬性會顯示清楚怎樣有機體和病毒演變了。

"或許在演變有是那麼根本的事他們被保留, 暫掛, 為百萬甚至億萬幾年," Caetano-Anoll3es 說。"那些是化石, 分子化石, 告訴我們關於過去。所以, 學習這些分子可能論及根本問題在生物和演變。"

所有tRNAs 裝配自己入, 如果鋪平, 類似苜蓿葉形立交路口的形狀。模式在這些結構裡給線索早期的演變歷史記錄。分子的紅色面積被生動描述以上最古老。 Gustavo Caetano-Anoll3es 圖像禮貌。

所有tRNAs 裝配自己入, 如果鋪平, 類似苜蓿葉形立交路口的形狀。小組開始了由尋找模式在這個苜蓿葉形立交路口結構裡, 使用詳細的資料從上百分子代表病毒和每個生活三superkingdoms: archaea 、細菌和eukarya 。

研究員轉換了各自的tRNA 苜蓿葉形立交路口結構成被編碼的字符, 承認電腦化的搜索"parsimonious" 的進程所有區別的功能(那是最簡單, 多數可能) tRNA 系族樹。他們進行同樣分析在每個的tRNAs superkingdoms, 看多遠這些分組分流了從整體結構樹。這個比較給他們確定病毒和每個superkingdoms 分流的命令。

新建分析支持建議的一項更加早期的研究archaea 是一升起作為一個evolutionarily 可區分的組。Archaea 是能生存在煮沸的酸裡, 在sulfurous 海洋出氣孔附近或在其它極端環境裡的微生物。更加早期的研究, 由Caetano-Anoll3es 並且帶領, 被分析蛋白質浩大的目錄摺疊- 那些精確地配置的地區在給他們他們的功能- 的蛋白質裡作為指南對演變歷史記錄。

"調用核糖核酸資料符合我們的更加早期的資料," Caetano-Anoll3es 說。"這重要因為獨立證據二條線路互相支持。"

新建分析並且表明, 病毒不長期湧現了在archaea 以後, 用superkingdoms eukarya 和細菌以後隨後而來- 和在那次序。這查找也許影響持續的辯論在在是否之前病毒存在了, 或以後, 活細胞誕生, Caetano-Anoll3es 認為。

"這支持想法, 病毒出現了從蜂窩電話域," 他說。